KR20100125401A - 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치 - Google Patents

공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치

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KR20100125401A
KR20100125401A KR1020107022689A KR20107022689A KR20100125401A KR 20100125401 A KR20100125401 A KR 20100125401A KR 1020107022689 A KR1020107022689 A KR 1020107022689A KR 20107022689 A KR20107022689 A KR 20107022689A KR 20100125401 A KR20100125401 A KR 20100125401A
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요시노리 다쓰다
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쓰다고마 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

공작기계의 주축 구동 장치로 워크를 회전시키면서 마무리 가공할 때 주축 구동 장치의 회전 맥동을 억제하고, 베어링을 크게 하지 않고 주축의 강성을 향상시킨다. 프레임 본체(2)에 대해 회전 가능하게 지지된 주축(4)과 주축(4) 단부에 고정된 회전체(65)와 회전체(65)를 회전구동하는 구동 장치(6)를 가지는 공작기계의 주축 구동 장치에 있어서 주축 구동 장치의 회전 저항 장치를 이하와 같이 구성했다. 상기 회전 저항 장치는 프레임 본체(2) 또는 회전체(65)에 설치되어 탄성변형이 가능한 제동부를 포함하는 제동부재와, 작동유체에 의해 제동부재에 압압력을 부여하는 압압력 부여 장치(66)와, 프레임 본체(2)측에 설치된 제동면(32)을 포함하는 제동 장치(10)를 구비하고, 제동 장치(10)는 상기 압압력을 제동부에 작용시켜 굴절시키는 것에 의해 제동면(32)과 슬라이딩면(33)이 서로 눌러진 상태로 하여, 회전체(65)에 회전을 허용하는 회전 저항을 부여한다. 제동면(32) 또는 슬라이딩면(33)의 적어도 어느 일방에 저마찰 계수 부재(60)를 고착한다.

Description

공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치{Rotation-resistance Device for Machine Tool Main Shaft Drive}
본 발명은 프레임 본체에 대해 회전가능하게 지지된 주축과 이 주축의 단부에 고정된 회전구동 대상부재를 구동 장치에 의해 회전구동하는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치에 관한 것이다.
상기 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치에 관한 종래 기술의 하나로서 특허 문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 특허 문헌 1의 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치는 회전 인덱스 테이블 장치이며, 주축의 구동 수단으로서 기어 등의 구동 전달 수단을 개재하지 않고 주축을 회전구동하는 직접 구동형의 모터(소위, DD모터)가 이용되고 있다.
상기 특허 문헌 1의 회전 인덱스 테이블 장치에서는 작동유체의 도입에 의해 테이블의 클램프 상태·언클램프 상태를 전환하고 있다. 피스톤은 항축 스프링에 의해 항상 브레이크판측에 부세되고 작동유체의 도입이 정지되어 있는 경우에 브레이크판과 맞닿음 마찰에 의해 테이블의 회전을 정지시킨다. 상기 장치에서는 테이블을 회전시키는 경우에 클램프 장치를 작동 상태로 하여 피스톤을 항축 스프링의 부세력에 저항해 이동시켜 언클램프 상태로 한다.
이와 같이 일반적인 주축 구동 장치에서는 테이블을 회전시키는 경우에 클램프 장치를 언클램프 상태로 하는 경우가 많아, 연속적으로 워크를 회전시키면서 마무리 가공하는 경우에도 당연히 클램프 장치를 언클램프 상태로 하여 마무리 가공을 행한다.
그런데 주축 구동 장치의 회전 상태는 워크를 가공하는 커터로부터의 부하변동의 영향을 받는다. 일정한 가공 조건하에서도 워크를 가공하는 커터로부터의 부하는 항상 변동하고 있다.
주축의 구동 수단으로서 DD모터가 이용되고 있는 경우, DD모터의 제어는 주축 구동 장치의 회전 검출기로부터의 회전 각도(회전량)의 피드백에 근거해 상기 커터로부터의 부하변동에 의해 생긴 주축 구동 장치의 회전 각도(회전량)의 편차를 보정하면서 실행된다. 제어에 의한 DD모터의 회전은 상기 편차에 충분히 추종할 수 없는 경우도 있어, DD모터의 회전이 반드시 동일하게 되지 않아 맥동을 수반하게 된다.
또 주축의 구동 수단으로서 기어에 의한 감속장치와 모터를 포함하는 경우에도 상기 커터로부터의 부하변동에 의해 기어의 백래시의 범위에서 주축의 회전 상태에 맥동을 수반하게 된다.
이 결과 주축 구동 장치의 회전 상태에 맥동이 발생하여 워크의 마무리 가공면의 면 조도가 열화된다.
또 클램프 장치를 언클램프 상태로 했을 경우, 주축 구동 장치의 주축의 강성은 주로 베어링의 강성에 의존한다. 베어링의 강성은 베어링의 여압에 크게 의존하므로, 주축의 강성이 필요한 경우에는 베어링의 여압을 크게 하면 되지만 큰 여압에 견디기 위해서는 베어링 자체를 크게 할 필요가 생긴다.
그러나 베어링을 크게 하면 흔들림 정밀도가 저하되기 때문에, 이에 따라 인덱스 정밀도가 저하되어 결과적으로 가공 정밀도가 저하된다. 또 베어링은 직경이 클수록 고액이기 때문에 장치의 제조 비용이 높아진다.
특허 문헌 1：일본 공개특허공보 2006－95668호
따라서 본 발명의 과제는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치에 있어서 주축 구동 장치로 연속적으로 워크를 회전시키면서 마무리 가공하는 경우에 주축 구동 장치의 회전 상태의 맥동을 억제하는 것 및 베어링을 크게 하지 않고 주축의 강성을 향상하는 것이다.
상기의 과제하에 본 발명은 프레임 본체(2)에 대해 회전 가능하게 지지된 주축(4) 및 상기 주축(4) 단부에 고정된 회전구동 대상부재를 포함하는 회전체(65)와, 상기 회전체(65)를 회전구동하는 구동 장치(6)를 가지는 공작기계에서의 주축 구동 장치에 있어서 주축 구동 장치의 회전 저항 장치를 이하와 같이 구성했다. 즉 상기 회전 저항 장치는 상기 프레임 본체(2) 또는 상기 회전체(65)에 설치되어 탄성변형이 가능한 제동부를 포함하는 제동부재와 작동유체에 의해 상기 제동부재에 압압력(押壓力)을 부여하는 압압력 부여 장치(66)와, 상기 프레임 본체(2)측에 설치된 제동면(32)을 포함하는 제동 장치(10)를 구비한다. 상기 제동 장치(10)는 상기 제동부가 상기 압압력을 받아 휘어지는 것에 의해 상기 제동면(32)과 상기 제동면(32)에 대향하는 상기 회전체(65)측의 슬라이딩면(33)이 서로 눌러진 상태가 되어 상기 회전체(65)에 대해 그 회전을 허용하는 회전 저항을 부여한다. 상기 제동면(32) 또는 상기 슬라이딩면(33)의 적어도 어느 일방에 저마찰 계수 부재(60)를 고착한다.
또한 여기서 말하는 저마찰 계수 부재(60)란 상기 제동면(32) 및 상기 슬라이딩면(33)의 소재보다 마찰계수가 낮은 부재이다. 통상은 강이나 주철이 상기 제동면(32) 및 상기 슬라이딩면(33)의 소재로서 이용되는 경우가 많다. 따라서 저마찰 계수 부재(60)는 강이나 주철보다 마찰계수가 낮은 부재이다. 또 상기에서 말한 「회전을 허용하는 회전 저항」이란 공작기계의 제어장치에 설정된 수치제어 프로그램에 따라 구동 장치(6)의 구동을 제어하는 경우에 있어서 제어에 따른 회전 상태(각도 위치, 속도 등)를 유지해 회전체를 회전할 수 있는 회전 저항이다.
또 상기 주축 구동 장치는 가공 대상인 워크가 탑재되는 상기 회전구동 대상부재로서의 원형 테이블(5)을 포함하는 회전 인덱스 테이블 장치(1)로서, 상기 주축(4) 및 상기 원형 테이블(5)을 포함하는 상기 회전체(65)를 회전구동하여 상기 원형 테이블(5)을 설정된 회전 각도로 인덱스하는 공작기계용 회전 인덱스 테이블 장치(1)이며, 상기 회전 인덱스 테이블 장치(1)는 상기 회전체(65)의 상기 설정된 회전 각도를 유지하는 클램프 장치(62)를 구비하고, 상기 클램프 장치(62)가 상기 제동 장치(10)로서 겸용되며, 상기 압압력 부여 장치(66)는 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하는 제1 압압력과 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하지 않고 상기 설정된 회전 각도를 유지하는 제2 압압력을 선택적으로 상기 제동부재에 부여하는 것으로 해도 된다.
그리고 상기 저마찰 계수 부재(60)는 상기 제동면(32) 또는 상기 슬라이딩면 (33)의 적어도 어느 일방에 있어서 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하는 압압력에 의해 상기 제동면(32)과 상기 슬라이딩면(33)이 맞닿은 부분에만 고착된 것으로 해도 된다. 또 상기 저마찰 계수 부재(60)가 수지제의 라이너 베어링재로 형성되는 것으로 해도 된다.
또한 상기 제동 장치(10)를, 상기 프레임 본체(2)와 상기 회전체(65) 사이에 개재하여 장착되어 상기 프레임 본체(2)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치된 상기 제동부재로서의 환 형상의 제동 슬리브(31)를 포함하고, 상기 제동 슬리브(31)가 상기 작동유체가 공급되는 유체압실(36)을 형성하기 위한 환 형상의 홈(30)과 상기 홈(30)에 대응하는 부분에 형성되어 상기 슬라이딩면(33)에 대향하는 탄성변형이 가능한 제동부로서의 박육부(35)를 가지며, 상기 압압력 부여 장치(66)가 상기 유체압실(36) 내로 상기 작동유체를 공급하는 것에 의해, 상기 작동유체의 압력에 의해 상기 박육부(35)가 상기 슬라이딩면(33)측으로 반경방향으로 탄성변형하여 상기 박육부(35)의 상기 슬라이딩면(33)에 대향하는 면이 상기 제동면(32)으로서 상기 슬라이딩면(33)을 누르는 것으로 해도 된다.
또 상기 제동 장치(10)를, 상기 회전체(65) 둘레에서 상기 프레임 본체(2)에 형성된 유체압실(49)과, 상기 회전체(65)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치된 상기 제동부재로서의 탄성변형이 가능한 슬라이딩 디스크(43)와, 상기 유체압실(49)과 상기 슬라이딩 디스크(43) 사이에서 상기 회전체(65)의 축선방향으로 이동 가능하게 설치된 피스톤(44)과, 상기 슬라이딩 디스크(43)에 대향하여 상기 피스톤(44)의 반대측의 상기 프레임 본체(2)측에 형성된 제동면(48)을 포함하고, 상기 압압력 부여 장치(66)가 상기 유체압실(49) 내로 상기 작동유체를 공급하는 것에 의해, 상기 작동유체의 압력에 의해 상기 피스톤(44)이 상기 축선방향으로 이동해 상기 슬라이딩 디스크(43)의 상기 피스톤(44)측의 슬라이딩면(55)을 누르며, 상기 슬라이딩 디스크(43)는 상기 피스톤(44)의 누름에 의해 탄성변형하여 상기 슬라이딩 디스크(43)에 있어서 상기 제동면(48)측의 슬라이딩면(55)을 상기 제동면(48)에 누르는 것으로 해도 된다.
본 발명의 회전 저항 장치(61)에 의하면 상기 회전체(65)에 대해 그 회전을 허용하는 회전 저항을 부여하는 제동 장치(10)를 구비하므로, 주축 구동 장치로 연속적으로 워크를 회전시키면서 마무리 가공하는 경우, 주축 구동 장치가 워크를 가공하는 커터로부터 받는 부하변동을 회전 저항에 의해 억제할 수 있다. 이에 따라 DD모터(9)의 제어에 있어서의 맥동이나 기어의 백래시의 범위에서의 맥동을 억제할 수 있으므로, 주축 구동 장치의 회전 상태를 일정하게 안정시킬 수 있다. 또 상기 회전 저항 장치(61)가 주축 구동 장치에 있어서의 회전체(65)의 강성을 분담하므로, 베어링(3)을 크게 하지 않고 회전체(65)의 강성을 향상시킬 수 있다. 이러한 결과로서 워크의 마무리 가공면에 있어서의 면 조도를 양호한 상태로 할 수 있다. 또 동직경의 베어링으로 종래보다 보다 큰 워크에 대응하는 것이 가능하게 되고, 보다 소경의 베어링을 채용할 수 있기 때문에, 높은 가공 정밀도를 얻을 수 있어 공작기계용 주축 구동 장치의 제조 비용을 억제할 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.
또 본 발명에서는 상기 제동면(32) 또는 상기 슬라이딩면(33)의 적어도 어느 일방에 저마찰 계수 부재(60)를 고착하므로, 누르면서 서로 슬라이딩하는 상기 제동면(32)과 상기 슬라이딩면(33)의 타붙음이나 마모를 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명의 상기 주축 구동 장치를 상기 회전체(65)의 상기 설정된 회전 각도를 유지하는 클램프 장치(62)를 구비한 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 적용해도 된다. 이 경우 상기 클램프 장치(62)를 상기 제동 장치(10)로서 겸용하고, 상기 압압력 부여 장치(66)를 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하는 제1 압압력과 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하지 않고 상기 설정된 회전 각도를 유지하는 제2 압압력을 선택적으로 상기 제동부재에 부여하는 것으로 하는 것에 의해, 상기 회전 저항 장치(61)의 구성을 간략화할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또 상기 저마찰 계수 부재(60)가 상기 제동면(32) 또는 상기 슬라이딩면(33)의 적어도 어느 일방에 있어서 상기 회전 저항이 상기 회전체의 회전을 허용하는 압압력에 의해 상기 제동면(32)과 상기 슬라이딩면(33)이 맞닿은 부분에만 고착되어 있으므로, 상기 제2 압압력에 의해 상기 제동면(32)과 상기 슬라이딩면(33)이 상기 저마찰 계수 부재(60) 이외의 부분까지 맞닿아 상기 회전 저항 장치(61)에 의해 강력한 클램프력을 발생한다는 효과를 얻을 수 있다. 또 상기 저마찰 계수 부재 (60)가 수지제의 라이너 베어링재로 형성되므로, 상기 제동면(32) 또는 상기 슬라이딩면(33)에 용이하게 고착될 수가 있어 제작하기 쉽고, 슬라이딩이 매끄러워 박리되기 어렵다는 효과도 얻을 수 있다.
[도 1] 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치의 제1 실시예를 나타내는 측면도이다.
[도 2]공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치의 제1 실시예의 확대 설명도이다.
[도 3]공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치의 제1 실시예의 확대 설명도이다.
[도 4]공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치의 제2 실시예를 나타내는 측면도이다.
[도 5]공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치의 제2 실시예의 확대 설명도이다.
도 1 및 도 2는 본 발명과 관련된 공작기계용 주축 구동 장치로서의 회전 인덱스 테이블 장치(1)를 나타내고 있으며 도 1은 그 전체도이다. 또한 이하의 설명에 있어서 「축선방향」이란 회전구동 대상부재로서의 원형 테이블(5)을 지지하는 주축(4)의 축선 방향을 가리키고, 「반경방향」이란 동심적으로 배치된 주축(4), 원형 테이블(5), DD모터(9)의 반경방향을 나타내는 것으로 한다.
도 1에 있어서 회전 인덱스 테이블 장치(1)는 프레임 본체(2)에 대해 베어링 (3)에 의해 회전 가능하게 지지된 주축(4)과 상기 주축(4) 단부에 고정된 원형 테이블(5)을 포함하는 회전체(65)와 상기 회전체(65)를 회전구동하기 위한 구동 장치 (6)를 포함한다. 프레임 본체(2)는 공작기계에 대한 설치면이 되는 부분이 평탄한 면으로 형성되어 있고 회전체(65)를 둘러싸는 형태로 통 형상의 베이스부(11)를 가지고 있다.
또한 도시한 예에서 프레임 본체(2)는 케이싱체(28)와 통 형상의 베이스부 (11)가 형성된 베이스 부재(29)를 별체로 형성하고 양자를 복수개의 장착 볼트(27)에 의해 조합하는 것으로 구성되어 있다. 단 통 형상의 베이스부(11)는 그 단독 부재로서 별도로 형성되어 볼트 등에 의해 장착되는 구성으로 해도 된다.
주축(4)은 프레임 본체(2) 내에 있어서 통 형상의 베이스부(11)의 내부에 삽입되어 베어링(3)에 의해 프레임 본체(2)에 대해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또 원형 테이블(5)은 중심구멍(13)의 부분에서 주축(4)의 일단에 끼워 넣어져 이 끼워 맞춤에 의해 위치가 결정된 상태로 복수개의 장착 볼트(12)에 의해 주축(4)의 일단부에 대해 장착된다. 또한 도시한 예에서 원형 테이블(5)에는 원형 테이블(5)의 워크 탑재용의 단면(도 1의 상면)과는 반대측 면으로부터 축선방향으로 연장되는 통 형상의 지지부(23)가 일체적으로 형성되어 있어 이 지지부(23)가 베이스부(11)를 둘러싸는 형태로 되어 있다.
베어링(3)의 내륜부분은 주축(4)의 외주의 베어링용 단 형상 부분에 끼워져 주축(4)의 베어링용 단 형상 부분의 면과 원형 테이블(5)의 중심구멍(13)의 둘레의 면에 의해 끼워져 있다. 또 베어링(3)의 외륜부분은 통 형상의 베이스부(11)의 내주의 베어링용 단 형상 부분에 실어, 베이스부(11)의 단면에 장착 볼트(15)에 의해 장착된 환 형상의 베어링 누름부(14)에 의해 고정되고 있다. 이와 같이 하여 회전체(65)를 구성하는 주축(4) 및 원형 테이블(5)은 프레임 본체(2)에 대해 베어링(3)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 또한 이 도시한 예에 있어서 주축(4)은 프레임 본체(2)의 베이스부(11)에 대해 1개의 베어링(3)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있지만, 베어링(3)은 주축(4)과 통 형상의 베이스부(11) 사이에서 2개 이상 조합하여 설치되어 있어도 된다.
주축(4)은 일단에 원형 테이블(5)이 장착되어 있고 타단측은 베이스부(11)의 내주면에 형성되어 있는 원반 형상의 돌출부(16)의 구멍(16a)에 삽입되고, 또 이 구멍(16a)에서 돌출되어 있다. 주축(4)의 회전 각도(회전량)는 주축(4)의 상기 돌출부분에 설치된 피검출 링(21)과 베이스부(11)의 돌출부(16)에 설치된 검출 센서 (22)로 구성되어 있는 회전 검출기(20)에 의해 검출된다. 또 주축(4)의 타단측에 있어서의 주축(4)의 외주의 공간은 베이스부(11)에 장착 볼트(17)에 의해 장착된 커버 부재(18) 및 커버 부재(18)에 의해 지지되어 주축(4)의 단부 외주에 접하는 오일 씰(19)에 의해 막혀 있다.
구동 장치(6)는 이너 로터형의 DD모터(9)에 의해 구성되어 있다. DD모터(9)는 도시하지 않은 공작기계의 제어장치에 접속되어 있다. 이 DD모터(9)는 주축(4)의 축선에 관해 주축(4)과 동심적으로 배치되어 있고, 주축(4)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치된 모터 로터(7)와 내주면이 약간의 간극를 두고 모터 로터(7)의 외주면에 대향하도록 배치되어 프레임 본체(2)의 케이싱체(28)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치된 모터 스테이터(8)를 포함한다.
모터 로터(7)는 원형 테이블(5)의 지지부(23)의 외주면에 끼워 넣어진 상태로, 원형 테이블(5)측으로부터 삽입된 장착 볼트(24)에 의해 원형 테이블(5)에 대해 장착되어 있다. 이와 같이 하여 모터 로터(7)는 반경방향에 있어서 주축(4)으로부터 이간된 위치에서 원형 테이블(5)과 일체적으로 형성된 지지부(23)에 의해 원형 테이블(5)에 대해 장착되어 있고, 원형 테이블(5)이 고정된 주축(4)에 대해 상대회전이 불가능한 상태로 되어 있다.
또한 도 1에 있어서 지지부(23)는 원형 테이블(5)과 일체적으로 형성되어 있지만 원형 테이블(5)과 별체로 형성되어 원형 테이블(5)에 고정되어 있어도 된다. 또 지지부(23)는 주축(4)과 일체로 형성된 것이나 별체로 형성되어 주축(4)에 고정된 것이어도 된다.
한편, 모터 스테이터(8)는 그 내주면이 모터 로터(7)의 외주면에 대향하여, 모터 로터(7)의 외주면과 모터 스테이터(8)의 내주면 사이에 약간의 간극을 형성하면서 프레임 본체(2)에 장착되어 있다. 도시한 예에 의하면 모터 스테이터(8)는 프레임 본체(2)에 있어서의 케이싱체(28)의 내주면에 끼워 넣어진 스테이터 슬리브 (25)의 내부 주면에 끼워 넣어져, 스테이터 슬리브(25)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치되어 있고, 스테이터 슬리브(25)는 프레임 본체(2)의 베이스 부재(29)측으로부터 삽입된 장착 볼트(26)에 의해 프레임 본체(2)에 장착되어 있다. 따라서 모터 스테이터(8)는 프레임 본체(2) 내에 있어서 프레임 본체(2)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치된 상태로 되어 있다.
그리고 도 1에서 나타내는 회전 인덱스 테이블 장치(1)는 프레임 본체(2) 내에 회전체(65)(주축(4))의 인덱스된 회전 각도를 유지하는 클램프 장치(62)를 설치하고 있다. 이 예에서는 클램프 장치(62)는 클램프 부재인 클램프 슬리브(64)에 의해 회전체(65)에 대해 제동력을 작용시키는 클램프 슬리브식의 클램프 장치다. 클램프 슬리브(64)는 프레임 본체(2)의 베이스부(11)와 원형 테이블(5)의 지지부(23) 사이에 배치되는 통 형상의 클램프부(64a)와 클램프부(64a)에 이어서 반경방향으로 연장되는 플랜지부(64b)를 가지고 있고 클램프부(64a)가 베이스부(11)의 외측에 끼워 장착됨과 함께 플랜지부(64b)에서 프레임 본체(2)에 대해 장착 볼트(37)에 의해 장착되어 있다.
이 클램프 장치(62)에서는 클램프 슬리브(64)의 클램프부(64a)는 슬라이딩면 (33)이 되는 지지부(23)의 내주면에 대향하여 비접촉 상태로 배치되고, 베이스부 (11)의 외주면에 대해 2개의 씰(34)을 개재시켜 밀착되어 있다. 또 클램프 슬리브(64)는 클램프부(64a)의 내주면에 홈(30)이 형성되어 그 홈(30)에 대응하는 부분이 두께가 얇은 박육부(35)로 되어 있다. 그리고 이 박육부(35)의 내면과 베이스부 (11)의 외주면으로 둘러싸인 공간은 박육부(35)로 압압력을 작용시키기 위한 작동유체(예를 들면 압유)가 공급되는 유체압실(36)이 된다. 따라서 유체압실(36)은 프레임 본체(2)의 베이스 부재(29)에 형성되어 있는 유로(38) 및 케이싱체(28)에 형성되어 있는 유로(39), 포트(40)를 통해 유체 공급장치(41)에 접속되어 있다.
그리고 도 1의 회전 인덱스 테이블 장치(1)에서는 상기 클램프 장치(62)를 본 발명의 회전 저항 장치, 즉 회전체(65)에 대해 그 회전을 허용하는 회전 저항을 부여하는 회전 저항 장치(61)의 제동 장치(10)로서 겸용하고 있다. 따라서 클램프 슬리브(64)가 제동부재로서의 제동 슬리브(31)에 상당한다. 또 통 형상의 클램프부 (64a)의 박육부(35)가 탄성변형이 가능한 제동부(31a)에 상당한다. 또 상기 유로 (38, 39), 포트(40) 및 유체 공급장치(41)가 압압력 부여 장치(66)에 상당한다.
도 3은 압압력 부여 장치(66)에 포함되는 유체 공급장치(41) 내의 압력공급 회로를 개략적으로 나타내고 있다. 유체 공급장치(41)는 일방을 포트(40)에 접속하고, 타방을 유압(또는 공기압)원(101)과 탱크(100)에 접속하는 개회로이다. 이 유체 공급장치(41)는 저압 공급부(107) 및 고압 공급부(115)를 포함한다. 또 저압 공급부(107)와 포트(40) 사이의 배관에는 저압 공급부(107)로부터의 서지압 방지를 목적으로 하는 드로잉 밸브(108)가 설치되어 있다.
상기 저압 공급부(107)는 역행 방지 밸브(102), 압력 제어 밸브(103), 압력계(104), 전환 밸브(105) 및 고압 공급부(115)로부터의 작동유체의 역류를 저지하는 파일럿 조작 역행 방지 밸브(106)를 포함한다. 또 상기 고압 공급부(115)는 역행 방지 밸브(111), 압력 제어 밸브(112), 압력계(113) 및 전환 밸브(114)를 포함한다. 압력 제어 밸브(103)는 저압 공급부(107)로부터 공급되는 작동유체의 압력을 그 압력에 의해 클램프 슬리브(64)(제동 슬리브(31))에 작용하는 압압력이 회전체 (65)에 부여되는 상기 회전 저항이 회전체(65)의 회전을 허용하는 제1 압압력이 되도록 조정한다. 또 압력 제어 밸브(112)는 고압 공급부(115)로부터 공급되는 작동유체의 압력을 그 압력에 의해 제동 장치(10)에 작용하는 압압력이 회전체(65)에 부여되는 상기 회전 저항이 회전체(65)의 회전을 허용하지 않고 상기 설정된 회전 각도를 유지하는 제2 압압력이 되도록 조정한다.
전환 밸브(105) 및 전환 밸브(114)는 모두 4 포트 3 위치 올포트블록 스프링센터 전자 조작 밸브이며, 모두 상기 공작기계의 제어장치와 접속되어 있다. 공작기계의 제어장치는 전환 밸브(105) 및 전환 밸브(114)를 조작하는 것에 의해 포트 (40)가 저압 공급부(106)를 통해 유압원(101) 또는 탱크(100)에 연통한 상태와, 고압 공급부(115)를 통해 유압원(101) 또는 탱크(100)에 연통한 상태와, 유압원(101) 또는 탱크(100)에 연통되지 않은 상태로 전환한다. 그리고 유체 공급장치(41)에 있어서의 저압 공급부(105) 및 고압 공급부(115)의 각 전환 밸브(105, 112)로부터 공급되는 작동유체의 압력은 포트(40), 유로(38, 39) 내의 작동유체를 통해 유체압실 (36)에 작용한다.
또 회전 인덱스 테이블 장치(1)에서는 도 2에 있어서 자세하게 나타내듯이, 지지부(23)의 내주면에 있어서의 슬라이딩면(33)에 저마찰 계수 부재(60)가 고착되어 있다. 또한 본 발명에서 말하는 저마찰 계수 부재란 상기 서술한 바와 같이 그 저마찰 계수 부재가 고착되는 슬라이딩면이나 제동면을 포함하는 부분(본 실시예에서는 제동부(23), 클램프부(64a))의 소재보다 마찰계수가 낮은 부재이다. 즉 제동부재(제동 슬리브(31))로서의 클램프 슬리브(64)의 클램프부(64a)나 원형 테이블 (5)과 일체 성형된 지지부(23)는 그 소재로서 강이나 주철이 이용되는 것이 일반적이기 때문에, 저마찰 계수 부재로서는 이 강이나 주철보다 마찰계수가 낮은 소재로 형성된 부재가 채용된다. 또한 이와 같은 부재의 일례로서는 수지제의 라이너 베어링재나 포금 등을 들 수 있다.
또 도시한 예에서는 저마찰 계수 부재(60)는 슬라이딩면(33)이 되는 면 전체에 고착되는 것이 아니라 그 일부에만 고착되어 있다. 이 저마찰 계수 부재(60)가 고착되는 범위는 구체적으로는 압압력 부여 장치(66)가 작동유체의 압력에 의해 상기 제1 압압력을 클램프슬리브(31)로 작용시켰을 때 박육부(35)가 그 제1 압압력에 따른 휨량으로 휘고, 이에 따라 제동면(32)과 슬라이딩면(33)이 맞닿은 부분(도 2의 범위 A에서 나타내는 부분)이다.
이어서 도 1의 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 대해 그 작용을 설명한다. 우선 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 있어서 원형 테이블(5)의 회전구동시에는 DD모터 (9)는 상기 공작기계의 제어장치에 의한 제어에 의해 여자되어, 이에 수반하는 회전 자계의 발생에 의해 모터 로터(7)를 주축(4), 원형 테이블(5)과 함께 회전시킨다. 이 때의 원형 테이블(5)의 회전 각도(회전량)는 회전 검출기(20)에 의해 검출된다.
그리고 회전체(65)(원형 테이블(5))를 미리 설정된 회전 각도만큼 회전시켜 각도 위치를 인덱스한 상태에 있어서 원형 테이블(5)상의 워크를 가공하는 경우에는 회전 인덱스 테이블 장치(1)는 클램프 장치(62)에 의해 회전체(65)를 인덱스된 각도 위치에 있어서 회전이 불가능하게 지지한다. 구체적으로는 DD모터(9)의 구동에 의해 회전체(65)의 각도 위치를 인덱스한 후, 공작기계의 제어장치는 도 3의 유체 공급장치(41)에 있어서의 압력공급 회로에 있어서 저압 공급부(107)의 전환 밸브(105)를 올포트블록 위치(중앙 위치)로 하고, 고압 공급부(115)의 전환 밸브 (114)를 PA, BT접속 위치(작동 위치)로 한다. 이에 수반하여 작동유체는 고압 공급부(115)의 역행 방지 밸브(111), 압력 제어 밸브(112), 및 압력계(113)을 통해 고압의 작동유체로서 전환 밸브(114)로부터 포트(40)측에 공급된다. 또한 파일럿 조작 역행 방지 밸브(106)는 고압 공급부(115)로부터 저압 공급부(107)로의 작동유체의 역류를 저지하고 있다.
그 결과 압력 제어 밸브(112)로 조정된 고압의 작동유체에 의한 압력이 유체압실(36)에 작용하고, 상기 제2 압압력이 클램프 슬리브(64)의 박육부(35)의 내벽면에 작용한다. 그것에 의해 도 2의 2점쇄선으로 가리키듯이 박육부(35)가 확경방향으로 변형하여(휨), 클램프면(63)이 슬라이딩면(33)에 도시한 B의 범위에서 맞닿아 슬라이딩면(33)을 누른다.
또한 도시한 B의 범위는 축선방향에 관한 것으로, 저마찰 계수 부재(60)가 고착된 부분보다 넓은 범위이다. 따라서 클램프면(63)과 슬라이딩면(33)은 저마찰 계수 부재(60)가 고착된 부분 이외에서도 맞닿기 때문에, 이 때에 클램프면(63)과 슬라이딩면(33) 사이에서 생기는 마찰 저항은 클램프 슬리브(64) 소재와 지지부 (23) 소재의 마찰계수에 근거하는 값이 된다. 따라서 클램프면(63)과 슬라이딩면(33) 사이의 마찰력은 커지고, 클램프 슬리브(64)가 회전체(65)에 주는 회전 저항이 회전체(65)의 회전을 허용하지 않는 데에 충분한 것이 되기 때문에, 클램프 장치(62)는 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 회전체(65)의 각도 위치를 지지하는 장치로서 기능한다.
또 도 3의 유체 공급장치(41)에 있어서의 압력공급 회로에 있어서 상기 제어장치가 전환 밸브(105)와 전환 밸브(114)를 PB, AT접속 위치로 하면 압력공급 회로가 탱크(100)와 통해, 작동유체의 압력이 유체압실(36)에 작용하지 않게 되어 유체압실(36)의 내압이 저하한다. 박육부(35)에도 작동유체의 압력에 의한 압압력이 작용하지 않게 되므로, 클램프면(63)은 슬라이딩면(33)으로부터 이간한다. 이 결과, 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 클램프 장치(62)는 언클램프 상태가 된다.
한편 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 있어서 원형 테이블(5)을 회전시키면서 워크를 마무리 가공하는 경우에는 공작기계의 제어장치는 도 3의 유체 공급장치 (41)에 있어서의 압력공급 회로에 있어서 저압 공급부(107)의 전환 밸브(105)를 PA, BT접속 위치(작동위치)로 하고, 고압 공급부(115)의 전환 밸브(114)를 올포트블록 위치(중앙 위치)로 한다. 이에 따라 작동유체는 저압 공급부(107)의 역행 방지 밸브(102), 압력 제어 밸브(103) 및 압력계(104)를 통해 저압의 작동유체로서 전환 밸브(105)로부터 포트(40)측으로 공급된다. 그 결과 압력 제어 밸브(103)로 조정된 저압의 작동유체에 의한 압력이 유체압실(36)에 작용하고, 상기 제1 압압력이 제동부재로서의 제동 슬리브(31)(클램프 슬리브(64))의 박육부(35)의 내벽면으로 작용한다.
이 때 제동 슬리브(31)의 박육부(35)는 도 2의 실선으로 나타내듯이, 상기 제1 압압력의 작용을 받아 상기 서술한 회전체(65)의 각도 위치를 지지하는 경우와 마찬가지로 확경방향으로 변형해(휨), 박육부(35)의 외주면인 제동면(32)(클램프면 (63))을 슬라이딩면(33)에 대해 맞닿게 한다.
또한 이 때의 제동면(32)과 슬라이딩면(33)의 맞닿음 범위는 도 2에 A(＜B)로 나타내는 범위이며, 슬라이딩면(33)의 저마찰 계수 부재(60)를 고착한 부분이다. 즉 유체 공급장치(41)의 저압 공급부(107)에서 공급되는 저압의 작동유체에 의해 제동 슬리브(31)로 작용하는 제1 압압력은 고압 공급부(115)로부터 공급되는 고압의 작동유체에 의한 제2 압압력을 작용시켰을 경우와 비교해 박육부(35)의 휨량이 작아진다. 그 결과 제동 슬리브(31)에 대해 제1 압압력을 작용시켰을 경우, 제동면(32)과 슬라이딩면(33)의 맞닿음 범위는 제2 압압력을 작용시켰을 경우, 즉 회전체(65)의 각도 위치를 지지하는 경우와 비교해 축선방향에 관해 작은(좁은) 범위가 된다. 그리고 도시한 예에서는 이 맞닿음 범위의 슬라이딩면(33)측에 저마찰 계수 부재(60)가 고착되어 있다.
이와 같이 원형 테이블(5)을 회전시키면서 워크를 마무리 가공하는 경우에서는 제동 슬리브(31)에 작용하는 압압력은 저압 공급부(107)로부터 공급되는 저압의 작동유체에 따른 압력이 되고, 그 압력에 의해 회전체(65)에 부여되는 상기 회전 저항이 회전체(65)의 회전을 허용하는 제1 압압력이 되므로, 제동 슬리브(31)의 제동면(32)과 지지부(23)(슬라이딩면(33))의 맞닿음 범위가 작아진다. 따라서 제동면 (32)과 지지부(23)(슬라이딩면(33)) 사이의 마찰력은 회전체(65)의 각도 위치를 지지하는 경우와 비교해 작아, 클램프 장치(62)는 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 회전체(65)에 대해 그 회전을 허용하는 회전 저항을 부여하는 회전 저항 장치(61)의 제동 장치(10)로서 기능하고 회전 인덱스 테이블 장치(1)는 반클램프 상태인 채로 회전한다.
상기 회전 저항에 의해 회전시키면서 워크를 마무리 가공할 때의 회전 인덱스 테이블 장치(1)로의 워크를 가공하는 커터로부터의 부하변동을 억제하므로, 커터로부터의 부하변동에 의해 생기는 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 회전 각도(회전량)의 편차를 보다 작게 할 수 있다. 이에 따라 회전 각도(회전량)의 편차를 보정하면서 실행되는 DD모터(9)의 제어에 있어서의 맥동도 억제할 수 있으므로, 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 회전 상태를 일정하게 안정시킬 수 있다. 또 회전 저항 장치(61)가 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 있어서의 회전체(65)의 강성을 분담하므로 베어링(3)을 크게 하지 않고 회전체(65)의 강성을 향상시킬 수 있다. 결과적으로 회전 저항 장치(61)에 의해 회전시키면서 워크를 마무리 가공할 때의 워크의 마무리 가공면에 있어서의 면 조도를 양호한 상태로 할 수 있다. 또 동직경의 베어링으로 종래보다 더 큰 워크에 대응하는 것이 가능하게 되어, 보다 소경의 베어링을 채용할 수 있기 때문에 높은 가공 정밀도를 얻을 수 있어 공작기계용 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 제조 비용을 줄일 수 있다.
또 저마찰 계수 부재(60)가 슬라이딩면(33)에 고착되어 있어 제동면(32)과 슬라이딩면(33)은 저마찰 계수 부재(60)를 통한 부분에서만 맞닿음·눌러진 상태가 된다. 따라서 상기 회전 저항에 의해 제동력을 작용시키면서 회전체(65)를 회전시킬 때 제동면(32)과 슬라이딩면(33)이 슬라이딩해 발생하는 마찰에 의한 발열이나 타붙음 및 마모를 억제할 수 있다. 또 제동면(32)과 슬라이딩면(33) 사이에 생기는 마찰 저항은 클램프 슬리브(64)의 소재와 저마찰 계수 부재(60)의 소재의 마찰계수에 근거하는 값이 되어, 제동면(32)과 슬라이딩면(33) 사이의 마찰력은 더 작아지므로, 상기 제1 압압력이 되는 압력 제어 밸브(103)의 조정이 보다 용이해진다.
이어서 도 4 및 도 5에 근거하여 본 발명에 의한 회전 인덱스 테이블 장치 (1)의 다른 실시 형태를 설명한다. 도 4는 전체도이며 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 클램프 장치(62)로서 디스크식 클램프 장치를 채용한 구성예이다. 또한 클램프 장치(62) 이외의 구성은 도 1 및 도 2의 예와 거의 마찬가지이다. 따라서 도 1 및 도 2에서 공통되는 부분에 대해서는 도면상에서 동일한 부호를 붙이고 그 부분에 대한 이하에서의 설명은 생략한다.
도 4에 있어서 클램프 장치(62)는 원반 형상의 슬라이딩 디스크(43), 환 형상의 피스톤(44), 원반 형상의 리턴 디스크(45) 등에 의해 구성되어 있다. 슬라이딩 디스크(43)는 외주측의 장착부(46)에 대해 장착 볼트(37)에 의해 장착되어 있다. 장착부(46)는 장착 볼트(47)에 의해 원형 테이블(5)에 장착되어 있다. 또 슬라이딩 디스크(43)의 내주측 일방면(원형 테이블(5)측 면)은 클램프면(63)이 되는 베어링 누름부(14)의 슬라이딩 디스크(43)측 면에 대해 비접촉 상태로 대향하고 있고, 슬라이딩 디스크(43)의 내주측 타방면(프레임 본체(2)측 면)은 다른 일방의 클램프면(63)이 되는 리턴 디스크(45)의 면에 비접촉 상태로 대향하고 있다.
도 4의 예에 의하면 장착부(46)가 원형 테이블(5)에 장착되어 있고, 모터 로터(7)는 장착 볼트(53)에 의해 장착부(46)에 장착되어 원형 테이블(5)과 일체가 되어 있다. 또한 환 형상의 리턴 디스크(45)는 베어링 누름부(14)와 함께 장착 볼트 (15)를 따라 베이스부(11)에 장착되어 있다.
피스톤(44)은 베이스부(11)에 형성되어 있는 환 형상의 홈(54)의 내부에서 축선방향으로 이동 가능한 상태로서 수납되어 있다. 그리고 홈(54)과 피스톤(44)의 슬라이딩 디스크(43) 반대측의 단면으로 둘러싸인 공간이 피스톤(44)를 변위시키기 위한 작동유체가 공급되는 유체압실(49)이 된다. 또 이 유체압실(49)에는 피스톤 (44)의 슬라이딩 디스크(43) 반대측의 단면과 대향하는 위치에 있어서 베이스부 (11)에 형성된 유로(38)가 연통되어 있고, 이 유로(38)는 케이싱체(28)에 형성된 유로(39) 및 포트(40)를 통해 유체 공급장치(41)에 접속되어 있다.
또 피스톤(44)과 일체인 피스톤 로드(50)는 리턴 디스크(45)를 사이에 두고 슬라이딩 디스크(43)의 내주측의 타방면(프레임 본체(2)측 면)과 대향하고 있다. 슬라이딩 디스크(43)와 리턴 디스크(45)는 탄성 재료에 의해 구성되어 있으며, 탄성 재료로서 통상은 강이나 주철이 이용된다.
또 베이스부(11)에는 피스톤(44)의 일부와 대향하도록 하여 스토퍼(52)가 장착 볼트(51)에 의해 장착되어 있다. 이 스토퍼(52)는 피스톤(44)을 빠짐 방지하는 것과 동시에 피스톤 로드(50)의 축선방향의 이동을 안내하는 역할을 하고 있다.
그리고 도 4의 회전 인덱스 테이블 장치(1)에서는 상기 클램프 장치(62)를 회전체(65)에 대해 그 회전을 허용하는 회전 저항을 부여하는 회전 저항 장치(61)의 제동 장치(10)로서 겸용하고 있다. 이 예에서는 슬라이딩 디스크(43)가 제동부재에 상당한다. 또 리턴 디스크(45)의 슬라이딩 디스크(43)측 면과 베어링 누름부 (14)의 슬라이딩 디스크(43)측 면이 클램프면(63)(제동면(48))이 되고, 슬라이딩 디스크(43)의 양면이 각각 슬라이딩면(55)이 된다.
또한 회전 인덱스 테이블 장치(1)에서는 도 5에 있어서 자세하게 나타낸 바와 같이, 상기 2개소의 제동면(48)에 상당하는 클램프면(63)에 저마찰 계수 부재 (60)가 고착되어 있다.
또 도시한 예에서는 저마찰 계수 부재(60)는 제동면(48)이 되는 면 전체에 고착되는 것이 아니라 그 일부에만 고착되어 있다. 이 저마찰 계수 부재(60)가 고착되는 범위는 구체적으로는 압압력 부여 장치(66)가 작동유체의 압력에 의해 상기 제1 압압력을 피스톤(44)에 작용시켰을 때 리턴 디스크(45)와 슬라이딩 디스크(43)가 상기 제1 압압력에 따른 휨량으로 휘고, 이에 따라 제동면(48)과 슬라이딩면 (55)이 맞닿은 부분(도 5의 범위 A로 나타내는 부분)이다.
이어서 도 4의 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 대해 그 작용을 설명한다. 우선 회전체(65)(원형 테이블(5))의 각도 위치를 인덱스한 상태로 가공을 행하는 경우에는 DD모터(9)의 구동에 의해 회전체(65)의 각도 위치를 인덱스한 후, 압압력 부여 장치(66)에 있어서의 유체 공급장치(41)가 전례와 같이 공작기계의 제어장치에 의해 제어되어 고압의 작동유체가 포트(40)에 공급된다. 그리고 그 결과 고압의 작동유체에 의한 압력이 유체압실(49)에 작용하고 상기 제2 압압력이 피스톤(44) 및 피스톤 로드(50)에 작용한다.
이에 따라 도 5의 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 피스톤(44) 및 피스톤 로드(50)가 상기 제2 압압력의 작용을 받아 슬라이딩 디스크(43)측으로 변위하고, 피스톤 로드(50)의 선단이 리턴 디스크(45)를 눌러 리턴 디스크(45)가 휘어져 변형되어 슬라이딩 디스크(43)에 맞닿아 누른다. 그리고 슬라이딩 디스크(43)는 리턴 디스크(45)로부터 압압력을 받는 것에 의해 휘어져 변형되고 베어링 누름부(14)의 제동면(48)으로서의 클램프면(63)과 맞닿는다. 이 때 슬라이딩 디스크(43)의 슬라이딩면(55)과 클램프면(63)은 도시한 B의 범위에서 맞닿는다.
또한 도시한 B의 범위는 반경방향에 관해, 저마찰 계수 부재(60)가 고착된 부분보다 넓은 범위이다. 따라서 클램프면(63)과 슬라이딩면(48)은 저마찰 계수 부재(60)가 고착된 부분 이외에도 맞닿기 때문에, 이때에 클램프면(63)과 슬라이딩면(48) 사이에서 생기는 마찰 저항은 리턴 디스크(45) 및 베어링 누름부(14) 소재와 슬라이딩 디스크(43) 소재의 마찰계수에 근거하는 값이 된다. 따라서 클램프면 (63)과 슬라이딩면(48) 사이의 마찰력은 커져, 클램프 장치(62)가 회전체(65)에 주는 회전 저항이 회전체(65)의 회전을 허용하지 않는데에 충분한 것이 되기 때문에, 클램프 장치(62)는 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 회전체(65) 각도 위치를 지지하는 장치로서 기능한다.
공작기계의 제어장치에 의해 작동유체의 압력이 유체압실(49)에 작용하지 않게 되면, 유체압실(49)의 내압이 저하되어 피스톤(44) 및 피스톤 로드(50)에 작동유체의 압력에 의한 압압력이 작용하지 않게 되므로, 피스톤(44) 및 피스톤 로드 (50)는 리턴 디스크(45)의 탄성력에 의해 후퇴 위치로까지 돌아가게 된다. 이것에 의해 클램프면(63)과 슬라이딩면(55)이 이간되므로, 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 클램프 장치(62)는 언클램프 상태가 된다.
한편 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 있어서 원형 테이블(5)을 회전시키면서 워크를 마무리 가공하는 경우, 제어장치에 의해 압압력 부여 장치(66)에 있어서의 유체 공급장치(41)가 전례와 같이 공작기계의 제어장치에 의해 제어되어 저압의 작동유체가 포트(40)에 공급된다. 그리고 그 결과 고압의 작동유체에 의한 압력이 유체압실(49)에 작용해 상기 제2 압압력이 피스톤(44) 및 피스톤 로드(50)에 작용한다.
이에 따라 도 5의 실선으로 나타낸 바와 같이, 피스톤(44) 및 피스톤 로드 (50)가 상기 제1 압압력의 작용을 받아 슬라이딩 디스크(43)측으로 변위하고, 피스톤 로드(50)의 선단이 리턴 디스크(45)를 눌러 리턴 디스크(45)가 휘어져 변형되어서 슬라이딩 디스크(43)에 맞닿아 누른다. 그리고 슬라이딩 디스크(43)는 리턴 디스크(45)로부터 압압력을 받는 것에 의해 휘어져 변형되어 베어링 누름부(14)의 제동면(48)으로서의 클램프면(63)과 맞닿는다.
또한 이 때의 제동면(48)과 슬라이딩면(55)의 맞닿음 범위는 도 5에 A(＜B)로 나타내는 범위이며, 제동면(48)의 저마찰 계수 부재(60)를 고착한 부분이다. 즉 유체 공급장치(41)의 저압 공급부(107)에서 공급되는 저압의 작동유체에 의해 리턴 디스크(45) 및 슬라이딩 디스크(43)에 작용되는 제1 압압력은 고압 공급부(115)로부터 공급되는 고압의 작동유체에 의한 제2 압압력을 작용시켰을 경우와 비교해 리턴 디스크(45) 및 슬라이딩 디스크(43)의 휨량이 작아진다. 그 결과, 리턴 디스크 (45) 및 슬라이딩 디스크(43)에 대해 제1 압압력을 작용시켰을 경우, 제동면(48)과 슬라이딩면(55)의 맞닿음 범위는 제2 압압력을 작용시켰을 경우, 즉 회전체(65)의 각도 위치를 지지하는 경우와 비교해 반경방향에 관해 작은(좁은) 범위가 된다. 그리고 도시한 예에서는 이 맞닿음 범위의 제동면(48)측에 저마찰 계수 부재(60)가 고착되어 있다.
이와 같이 이 경우에서는 압력 제어 밸브(103)는 저압 공급부(107)로부터 공급되는 작동유체의 압력을 그 압력에 의해 슬라이딩 디스크(43)에 작용하는 압압력이 회전체(65)에 부여되는 상기 회전 저항이 회전체(65)의 회전을 허용하는 제1 압압력이 되도록 조정하고 있다. 따라서 리턴 디스크(45) 및 베어링 누름부(14)의 제동면(48)(클램프면(63))과 슬라이딩 디스크(43)(슬라이딩면(55)) 사이의 마찰력은 회전체(65)의 각도 위치를 지지하는 경우와 비교해 작고, 클램프 장치(62)는 회전 인덱스 테이블 장치(1)의 회전체(65)에 대해 그 회전을 허용하는 회전 저항을 부여하는 회전 저항 장치(61)의 제동 장치(10)로서 기능해 회전 인덱스 테이블 장치(1)는 반클램프 상태인 채로 회전한다.
또 저마찰 계수 부재(60)가 제동면(48)에 고착되어 있어 리턴 디스크(45) 및 베어링 누름부(14)의 제동면(48)(클램프면(63))과 슬라이딩 디스크(43)(슬라이딩면 (55))는 저마찰 계수 부재(60)를 통한 부분에서만 맞닿음·눌러진 상태가 되므로, 제동면(48)과 슬라이딩면(55)이 슬라이딩해 발생하는 마찰에 의한 발열이나 타붙음 및 마모를 억제할 수 있다. 또 이 제동면(48)(클램프면(63))과 슬라이딩 디스크 (43)(슬라이딩면(55)) 사이에 생기는 마찰 저항은 슬라이딩 디스크(43) 소재와 저마찰 계수 부재(60) 소재의 마찰계수에 근거하는 값이 되어 제동면(48)과 슬라이딩면(55) 사이의 마찰력은 더 작아지므로, 상기 제1 압압력이 되는 것과 같은 압력 제어 밸브(103)의 조정이 보다 용이해진다.
또한 본 발명에 있어서는 DD모터(9)를 구동 장치(6)로 하는 회전 인덱스 테이블 장치(1)에 대해 주로 기술했지만 반드시 DD모터(9)에 의하는 것으로 한정할 필요는 없고, 구동 장치(6)는 기어에 의한 감속장치와 모터를 포함하는 것이어도 된다. 또 회전 인덱스 테이블 장치 이외의 인덱스장치여도 되고 인덱스장치 이외의 공작기계의 주축 구동 장치여도 된다. 구체적으로는 공작기계의 유니버설 헤드의 인덱스장치나 복합 가공 공작기계의 워크 주축 장치여도 된다.
또 본 발명에 있어서는 회전 저항 장치의 제동 장치와 클램프 장치를 겸용했지만 제동 장치를 클램프 장치와 겸용하지 않고 별도로 병설해도 되고, 클램프 장치를 설치하지 않고 제동 장치를 단독으로 설치해도 된다. 또 본 발명에 있어서는 저마찰 계수 부재를 제동면과 슬라이딩면이 맞닿은 부분에만 고착한 것에 대해서 주로 기술했지만 저마찰 계수 부재를 제동면과 슬라이딩면이 맞닿은 부분보다 넓은 범위에 고착한 것이어도 되고, 저마찰 계수 부재를 제동면과 슬라이딩면이 맞닿은 부분보다 좁은 범위에 고착된 것이어도 된다.
[산업상 이용가능성]
본 발명과 관련되는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치는 공작기계의 장비 장치로서 혹은 각종의 공작기계의 추가장착용으로서 공작기계에 내장된다.
1 회전 인덱스 테이블 장치 2 프레임 본체
3 베어링 4 주축
5 원형 테이블 6 구동 장치
7 모터 로터 8 모터 스테이터
9 DD모터 10 제동 장치
11 베이스부 12 장착 볼트
13 중심구멍 14 베어링 누름부
15 장착 볼트 16 돌출부
16a 구멍 17 장착 볼트
18 커버 부재 19 오일 실
20 회전 검출기 21 피검출 링
22 검출 센서 23 지지부
24 장착 볼트 25 스테이터 슬리브
26 장착 볼트 27 장착 볼트
28 케이싱체 29 베이스 부재
30 홈 31 제동 슬리브
31a 제동부 31b 플랜지부
32 제동면 33 슬라이딩면
34 씰 35 박육부
36 유체압실 37 장착 볼트
38 유로 39 유로
40 포트 41 유체 공급장치
43 슬라이딩 디스크 44 피스톤
45 리턴 디스크 46 장착부
47 장착 볼트 48 제동면
49 유체압실 50 피스톤 로드
51 장착 볼트 52 스토퍼
53 장착 볼트 54 홈
55 슬라이딩면 60 저마찰 계수 부재
61 회전 저항 장치 62 클램프 장치
63 클램프면 64 클램프 슬리브
64a 클램프부 64b 클램프부
65 회전체 66 압압력 부여 장치
100 탱크 101 공기압/유압 에너지원
102 역행 방지 밸브 103 압력 제어 밸브
104 압력계 105 전환 밸브
106 파일럿 조작 역행 방지 밸브 107 저압공급부
108 드로잉 밸브 111 역행 방지 밸브
112 압력 제어 밸브 113 압력계
114 전환 밸브 115 고압공급부

Claims (6)

  1. 프레임 본체(2)에 대해 회전 가능하게 지지된 주축(4) 및 상기 주축(4)의 단부에 고정된 회전구동 대상부재를 포함하는 회전체(65)와, 상기 회전체(65)를 회전구동하는 구동 장치(6)를 가지는 공작기계에서의 주축 구동 장치에 있어서,
    상기 프레임 본체(2) 또는 상기 회전체(65)에 설치되어 탄성변형이 가능한 제동부를 포함하는 제동부재와 작동유체에 의해 상기 제동부재에 압압력(押壓力)을 부여하는 압압력 부여 장치(66)와, 상기 프레임 본체(2)측에 설치된 제동면(32)을 포함하는 제동 장치로서 상기 제동부가 상기 압압력을 받아 휘어지는 것에 의해 상기 제동면(32)과 상기 제동면(32)에 대향하는 상기 회전체(65)측의 슬라이딩면(33)이 서로 눌러진 상태가 되어 상기 회전체(65)에 대해 그 회전을 허용하는 회전 저항을 부여하는 제동 장치(10)를 구비하고,
    상기 제동면(32) 또는 상기 슬라이딩면(33)의 적어도 어느 일방에 저마찰 계수 부재(60)를 고착하는 것을 특징으로 하는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주축 구동 장치는 가공 대상인 워크가 탑재되는 상기 회전구동 대상부재로서의 원형 테이블(5)을 포함하는 회전 인덱스 테이블 장치(1)로서 상기 주축 (4) 및 상기 원형 테이블(5)을 포함하는 상기 회전체(65)를 회전구동하여 상기 원형 테이블(5)을 설정된 회전 각도로 인덱스하는 공작기계용 회전 인덱스 테이블 장치(1)이고,
    상기 회전 인덱스 테이블 장치(1)는 상기 회전체(65)의 상기 설정된 회전 각도를 유지하는 클램프 장치(62)를 구비하고,
    상기 클램프 장치(62)가 상기 제동 장치(10)로서 겸용되고,
    상기 압압력 부여 장치(66)는, 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하는 제1 압압력과 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하지 않고 상기 설정된 회전 각도를 유지하는 제2 압압력을 선택적으로 상기 제동부재에 부여하는 것을 특징으로 하는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저마찰 계수 부재(60)는, 상기 제동면(32) 또는 상기 슬라이딩면(33)의 적어도 어느 일방에서 상기 회전 저항이 상기 회전체(65)의 회전을 허용하는 압압력에 의해 상기 제동면(32)과 상기 슬라이딩면(33)이 맞닿은 부분에만 고착된 것을 특징으로 하는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저마찰 계수 부재(60)는, 수지제의 라이너 베어링재인 것을 특징으로 하는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제동 장치(10)는, 상기 프레임 본체(2)와 상기 회전체(65) 사이에 장착되어, 상기 프레임 본체(2)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치된 상기 제동부재로서의 환 형상의 제동 슬리브(31)를 포함하고,
    상기 제동 슬리브(31)는, 상기 작동유체가 공급되는 유체압실(36)을 형성하기 위한 환 형상의 홈(30)과 상기 홈(30)에 대응하는 부분에 형성되어 상기 슬라이딩면(33)에 대향하는 탄성변형이 가능한 제동부로서의 박육부(35)를 가지고,
    상기 압압력 부여 장치(66)가 상기 유체압실(36) 내로 상기 작동유체를 공급하는 것에 의해, 상기 작동유체의 압력에 의해 상기 박육부(35)가 상기 슬라이딩면(33)측으로 반경방향으로 탄성변형하여 상기 박육부(35)의 상기 슬라이딩면(33)에 대향하는 면이 상기 제동면(32)으로서 상기 슬라이딩면(33)을 누르는 것을 특징으로 하는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제동 장치(10)는, 상기 회전체(65) 둘레에서 상기 프레임 본체(2)에 형성된 유체압실(49)과, 상기 회전체(65)에 대해 상대회전이 불가능하게 설치된 상기 제동부재로서의 탄성변형이 가능한 슬라이딩 디스크(43)와, 상기 유체압실(49)과 상기 슬라이딩 디스크(43) 사이에 상기 회전체(65)의 축선방향으로 이동 가능하게 설치된 피스톤(44)과, 상기 슬라이딩 디스크(43)에 대향하여 상기 피스톤(44)의 반대측의 상기 프레임 본체(2)측에 형성된 제동면(48)을 포함하고,
    상기 압압력 부여 장치(66)가 상기 유체압실(49) 내로 상기 작동유체를 공급하는 것에 의해, 상기 작동유체의 압력에 의해 상기 피스톤(44)이 상기 축선방향으로 이동해 상기 슬라이딩 디스크(43)의 상기 피스톤(44)측 슬라이딩면(55)을 누르며,
    상기 슬라이딩 디스크(43)는 상기 피스톤(44)의 누름에 의해 탄성변형하여 상기 슬라이딩 디스크(43)에서의 상기 제동면(48)측의 슬라이딩면(55)을 상기 제동면(48)에 누르는 것을 특징으로 하는 공작기계에 있어서의 주축 구동 장치의 회전 저항 장치.
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